[发明专利]硅藻土产品、其制备方法及其使用方法

说明书

描述

本申请要求保护于2008年10月9日提交的美国临时专利申请第61/104,251号的优先权权益，该申请的内容通过引用结合到本文中。

技术领域

本文公开了硅藻土产品、硅藻土产品的制备方法及硅藻土产品的使用方法。

背景技术

硅藻土产品是从硅藻土(也称为“DE”或“硅藻土(diatomite)”)中得到的，硅藻土通常被认为是以硅藻的硅质骨架(硅藻细胞)形式富含生物源二氧化硅(即，活有机体产生或提供的二氧化硅)的沉积物。硅藻是多种微观的单细胞金棕色藻类，通常属于具有纹饰硅质骨架的硅藻纲(Bacillariophyceae)，这些骨架具有包含在活硅藻中很像丸剂箱一样配合在一起的两瓣的各种复杂结构。

硅藻土可由水生硅藻遗骸形成，因此，可在靠近现在或以前的水体的地方发现硅藻土沉积物。那些沉积物按来源通常分为两类：淡水沉积物和咸水沉积物。淡水硅藻土通常从干的湖床中开采，其特征可在于结晶二氧化硅含量低和铁含量高。相反，咸水硅藻土通常从海区提取，其特征可在于结晶二氧化硅含量高和铁含量低。

在过滤领域，许多从液体中分离颗粒的方法都采用硅藻土产品作为助滤剂。硅藻土二氧化硅独特的复杂多孔结构可对过滤过程中颗粒的物理截留有效。人们已知采用硅藻土产品来改善含悬浮颗粒或颗粒物质或显示混浊的液体的澄清度

在过滤领域，从液体中分离颗粒的方法可采用硅藻土产品作为助滤剂。在一些情况中，硅藻土独特的复杂多孔结构可对过滤过程中颗粒的物理截留有效。人们已知采用硅藻土产品来改善显示混浊或含有悬浮颗粒或颗粒物质的液体的澄清度。

硅藻土可用于多种过滤实施方案中。作为预涂布的部分，可将硅藻土产品施用于过滤隔膜以有助于达到例如以下中的任一种或多种目的：保护隔膜、改善澄清度和加快滤饼移除。作为主体加料的部分，可将硅藻土直接加入过滤中的液体中以有助于达到例如以下中的任一种或两种目的：增大流率和延长过滤周期。根据特定分离方法的要求，硅藻土可用在包括但不限于预涂布和主体加料在内的多个阶段或实施方案中。

现有技术的硅藻土产品可具有许多以下性质，所述性质使其不合适，使其较不理想，或使其在特定的应用例如在过滤应用中性能差或可改进。例如，现有技术的硅藻土产品可具有结晶二氧化硅含量高、杂质含量高和渗透率低中的至少一种。存在对在既定应用中显示较好性能的改良硅藻土产品的需要，所述性能为例如在过滤应用中更低的杂质含量和/或更高的渗透率。

发明概述

本文公开了硅藻土产品的制备方法，包括以任意顺序使至少一种天然硅藻土经历包含至少一种铝酸盐材料的至少一次团聚以及至少一次热处理。本文也公开了硅藻土产品的制备方法，包括使至少一种天然硅藻土材料经历包含至少一种铝酸盐材料的至少一次团聚，并使团聚的硅藻土经历至少一次热处理。本文还公开了硅藻土产品的制备方法，包括使至少一种天然硅藻土材料经历至少一次热处理，和使经热处理的硅藻土经历包含至少一种铝酸盐材料的至少一次团聚。

在一个实施方案中，所述至少一种铝酸盐材料为至少一种碱金属铝酸盐。在另一个实施方案中，所述至少一种铝酸盐材料为至少一种碱土金属铝酸盐。在又一个实施方案中，所述至少一次团聚包括制备至少一种包含有至少一种铝酸盐材料的水溶液，以及将所述至少一种天然硅藻土材料与所述至少一种含水铝酸盐溶液相接触。在再一个实施方案中，所述至少一次热处理为煅烧。在又一个实施方案中，所述至少一次热处理为约在600℃到约900℃的温度下煅烧。在再一个实施方案中，煅烧时间可为约15分钟至约45分钟。

本文公开的硅藻土产品可具有一种或多种有益的性质。在一个实施方案中，硅藻土产品的渗透率为约0.2达西至约3.0达西。在另一个实施方案中，硅藻土产品的方石英含量为小于约1％重量。在又一个实施方案中，硅藻土产品的石英含量小于约0.5％重量。

本文还公开了包含至少一种硅藻土产品的助滤组合物。本文也公开了使用至少一种包含至少一种硅藻土产品的助滤组合物过滤至少一种液体的方法。本文还公开了包含至少一种铝酸盐材料的经煅烧的硅藻土产品。

附图简述

图1A是描述实施例16中讨论的硅藻土助滤剂的压强对过滤时间的图。

图1B是描述实施例16中讨论的硅藻土助滤剂的浊度对过滤时间的图。

图2A是描述实施例17中讨论的硅藻土助滤剂的压强对过滤时间的图。